Способ разложения оптического излучеиия в спектр по состояниям поляризации

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 434259

Союз Советских

Социалистических

Реслублии (61) Зависимое от авг. свидетельства (22) Заявлено 28.07.72 (21) 1814189/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.06.74. Бюллетень № 24 (51) М. Кл. б 01d 1/14

Государственный комитет

Совета Министров ССС& по делам изобретений и открытии (53) УДК 535.518(088.8) Дата опубликования описания 5.11.74 (72) Автор изобретения

Г. В. Розенберг ч 1 :3

4 (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗЛОЖЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

В СПЕКТР ПО СОСТОЯНИЯМ ПОЛЯРИЗАЦИИ

Изобретение относится к области оптической спектроскопии и поляриметрии и может быть использовано в астрофизике, физике плазмы, оптике рассеивающих сред, при исследовании пламен, лазеров и т. д.

В общем случае световой пучок представляет собой стохастическую совокупность некогерентных между собой компонент (цугов) с различными длинами волн и различными состояниями поляризации.

Известные спектральные приборы, каков бы ни был принцип их действия, разлагают световой пучок во временной спектр мощности, т. е. позволяют получить функцию распределения цугов по длинам волн. Однако до спх пор не существовало способов экспериментального получения функции распределения цугов по состояниям поляризации. В отличие от спектральных приборов применяемые для анализа света поляризационные устройства, состоящие из анализаторов и компенсаторов, позволяют получать только вторые моменты флуктуаций напряженности электрического поля излучения, т. е. параметры Стокса (с использованием «интерференции интенсивностей» возможно получение четвертых моментов) .

Предлагаемый способ позволяет экспериментально получать функции распределения некогерентных между собой цугов по состояниям поляризации, что эквивалентно получению функции распределения по состояниям излучателей или рассеивателей, создающих световой пучок, и открывает новые, ранее недоступные для спектроскопии возможности.

В основу предлагаемого способа положено то обстоятельство, что действительная часть

Гвектора Умова — Пойнтинга для слабо неоднородной плоской монохроматической волны

10 с комплексной волновой нормалью

7 = а + и (b I ((а ): 1; а b = 0) в среде без поглощения с точностью до слагаемых порядка а2 равна

15 L = I ехр (— 2й.,пЬ г) (а + q (b, а) ), где 1 — яркость луча;

q — степень эллиптичности его поляризации (т. е. удельный спиновый момент импульса излучения); и — показатель преломления среды;

/ее — волновое число в вакууме;

r — текущая координата.

Таким образом, направление луча L/ L)

2S отклоняется от направления фазовой нормали а в сторону перпендикуляра к плоскости (b, а) на угол

1-1 — с/((b а) ):=у(6), 30 определяемый степенью эллиптичности поля3 ризации и параметром b неоднородности волны. Если имеется пучок взаимно некогерентных цугов, то вследствие аддитивности их векторов Умова †Пойнтин луч, образованный каждым из цугов, испытывает независимое отклонение от фазовой нормали. Поэтому неполяризованный или частично поляризованный световой пучок, все компоненты которого имеют общую волновую нормаль l=a+ib и отличаются только состояниями поляризации, образует веер расходящихся лучей, отклоняющихся от а на различные углы О сообразно со степенью эллиптичности их поляризации.

Следовательно, при преобразовании исследуемого светового пучка в слабо неоднородный одновременно происходит его разложение в спектр по спиновым вращательным моментам, т. е, пространственное разделение цугов с различной степенью эллиптичности поляризации.

Преобразование светового пучка в слабо неоднородный осуществляется путем его пропускания сквозь изотропную среду с заданным поперечным градиентом оптической плотности

D. После прохождения такой среды однородная плоская волна превращается в слабо неоднородную

cb = gDlIge 2k, и, 434259 где е — основание натуральных логарифмов.

Соответственно развертка в спин-спектр по значениям q осуществляется в направлении, параллельном (VD, а).

Существенно, что пространственное разделение компонент с различными состояниями поляризации (разложение в спин-спектр) прс, исходит только для лучей, но не для волновых нормалей, что определяет характер устройств, необходимых для регистрации спинспектра излучения.

Предмет изобретения

Способ разложения оптического излучения в спектр по состояниям поляризации путем пространственного разделения различно поляризованных некогерентных между собой цугов

20 излучения при помощи диспергирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью получения функции распределения цугов по значениям степени эллиптичности поляризации, световой пучок пропускают сквозь выпол25 няющую функции диспергирующего элемента среду с заданным поперечным градиентом оптической плотности и определяют зависимость мощности светового пучка от величины его бокового смещения.

Составитель А. Субочев

Редактор И. Орлова Техред 3. Тараненко Корректор О. Тюрина

Заказ 2867/6 Изд. № 1754 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2